![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Своды-оболочки и призматические складки
Своды-оболочки, или цилиндрические оболочки открытого профиля* опирающиеся на жесткие торцовые диафрагмы и имеющие продольные бортовые элементы, являются весьма рациональным видом покрытия. Форма и характер опирания свода-оболочки обеспечивают ему пространственную работу, что позволяет использовать их при небольшой их массе для перекрытия значительных пролетов. Форма цилиндрических оболочек не отличается архитектурной выразительностью, однако простота формы в значительной степени облегчает изготовление таких оболочек, позволяя без особого раскроя широко использовать листовые материалы. По статической схеме и характеру работы к сводам-оболочкам близки призматические складки, поверхность которых образована наклонными плоскими гранями. Складки с точки зрения расхода материала являются менее рациональной конструкцией, однако они проще в изготовлении. Своды-оболочки и складки выполняют в одноволновом и многоволновом вариантах. Такие покрытия, изготовленные из дерева и пластмасс в различном конструктивном исполнении, нашли применение в общественном и промышленном строительстве. В деревянных конструкциях применяют своды-оболочки и складки (рис. 16.2) двух видов: тонкостенные и ребристые. В первом варианте сечение покрытия может быть сплошным (склеенные между собой дощатые настилы) или каркасным (к каркасу из брусков высотой до 15 см на гвоздях и клею с одной или двух сторон крепятся обшивка из фанеры, древесноволокнистых плит или досок). Во втором варианте, в настоящее время устарелом, как правило, жесткие ребра располагают в поперечном направлении с шагом 2—6 м, а по ним укладывают продольный настил (для восприятия продольных усилий) и два косых настила под углом друг к другу (для восприятия сдвигающих усилий); иногда по ребрам вместо настилов укладывают листы фанеры, обеспечивающие восприятие продольных и сдвигающих усилий. Пластмассовые своды-оболочки и складки используют в таких конструктивных вариантах, в которых недостаточная жесткость материала (невысокий модуль упругости) компенсирована увеличением жесткости отдельных элементов, например за счет применения объемных или трехслойных элементов. Трехслойные цилиндрические оболочки пролетом до 25 м могут быть собраны из криволинейных трехслойных элементов заводского изготовления (рис. 16.3, а). Конструкция трехслойного элемента аналогична трехслойной панели. Рис. 16.2. Многоволновая складка из дерева: / — фанерный или дощатый настил; 2 — деревянное ребро; 3 — стальная затяжка Рягчет свода-оболочки или призматической складки со свобод-о висяшиьш продольными краями при соотношении длины пролета к длине волны /i//2^3 /длинная оболочка) в продольном направлении на симметричную нагрузку можно выполнять, как для балки корытообразного сечения с недеформируемым контуром. Среднюю оболочку или складку в многоволновом покрытии независимо от соотношения пролета и длины волны можно также рассматривать как балку с недеформируемым контуром. В такой балке для вычисления напряжений можно использовать формулы сопротивления материалов. При этом можно пренебречь неравномерностью распределения нормальных напряжений в продольном направлении ai (т. е. пренебречь изгибающими моментами в продольном направлении mi). В расчете необходимо учесть продольные усилия в продольном и поперечном направлениях N\ и nz (рис. 16.3, б), сдвигающие усилия S, поперечные изгибающие моменты М2=М и соответствующие им поперечные усилия Q2 = Q. Наибольшие продольные нормальные напряжения о\ от равномерно распределенной нагрузки на единицу площади q можно опреде- Рис. 16.3. Трехслойная цилиндрическая лить, как для балки: оболочка из алюминия и пенопласта: в — общий вид; б — схема внутренних усилий; I — диафрагма; 2 — панель; 3 — бортовой элемент; 4 — срединная поверхность 4W где W — момент сопротивления поперечного сечения оболочки относительно нейтральной оси. При вычислении положения нейтральной оси и величины W с известной степенью приближения можно пренебречь наличием редких продольных ребер, расстоянием между обшивками в трехслойном сечении и принять поперечное сечение оболочки очерченным по срединной поверхности. В оболочке возникают также усилия в поперечном направлении. Эти усилия можно найти из условий равновесия поперечной полосы единичной ширины, находящейся под действием внешней нагрузки и сдвигающих усилий. При расчете оболочки в поперечном направлении вычисляют момент инерции и момент сопротивления для продольного сечения единичной ширины с учетом всех особенностей структуры сечения. Для оболочек и складок средней длины' (l=^/i//2^3) приведенную методику можно использовать лишь для ориентировочного расчета с целью назначения основных геометрических размеров в соответствии с заданными нагрузками и пролетами покрытия. Для более точного расчета может быть использован метод перемещений. Купола Клееная древесина и конструкционные пластмассы нашли применение в куполах сплошного сечения ребристых, ребристо-кольцевых и сетчатых. Купола сплошного сечения могут применяться в различном конструктивном исполнении: 1) гладкие из однородного материала (оргстекла и полиэфирного стеклопластика) диаметром до 9 м в виде зенитных фонарей; пенопласта (диаметром до 24 м, в том числе в виде так называемых сомкнутых сводов для общест-венных и жилых зданий); 2) из пространственных эле-ментов различной формы, обеспечивающей требуемую жесткость купола (диаметром до 30 м); 3) из трехслой-ных элементов (плоских или криволинейных), аналогичных трехслойным панелям (см. гл. 10). Ребристый купол состоит из ребер в меридиональном направлении, опирающихся на нижнее опорное кольцо по всему контуру и соединенных у вершины купола в верхнем кольце (рис. 16.4). Ребристые купола нашли применение в зарубежном строительстве. Купола с ребрами из дощатоклееных деревянных арок могут
Рис. 16.4. Схематический план ребристого купола: / — ребро; 2 — опорное кольцо; 3 — прогоны; •? — связи; 5 — связи поперечные; 6 — верхнее кольцо; 7 — настил иметь пролеты до 100 м. Применяются они в основном в зданиях общественного и производственного назначения (цирки, концертные залы, складские помещения). Ширина сечения арки не меняется по длине и составляет 12— 25 см, а высота сечения может быть либо постоянной, либо переменной величиной и составлять 70—120 см. Нижнее опорное кольцо изготовляют круглым или многоугольным из железобетона или стали, верхнее — круглым из дерева или „стали. Горизонтальный распор арок должен быть воспринят нижним опорным кольцом. Оно же в случае его сплошного опирания передает вертикальные усилия на фундамент. Соединение полуарок в верхнем кольце и опирание на нижнее кольцо рекомендуется выполнять, как правило, шарнирным. Опора купола должна обеспечить возможность свободных перемещений по направлению радиусов основания купола и не допустить тан- • генциальных перемещений, для чего используют цилиндрические катки. В ребристых куполах по аркам идут прогоны. По прогонам укладывают в два слоя настил из досок — продольный и косой. " В расчете арок жесткость прогонов и настила не учитывается. Для обеспечения естественного освещения настил может быть выполнен из светопрозрачных волнистых листов стеклопластика. Каждая арка воспринимает только те нагрузки, которые приложены в ее плоскости. Для восприятия нагрузок, направление которых не лежит в плоскости арки (например, ветровая нагрузка, которая не может действовать одновременно в плоскости всех арок), устраивают жесткие связи по верхнему поясу арок не меньше чем в двух парах диаметрально расположенных секторов купола от его вершины до опорного кольца. Конструкции покрытия (например, дощатые настилы) могут также участвовать в восприятии этих нагрузок. Устойчивость плоской формы изгиба ребра купола обеспечивается теми же средствами, что и в одиночных арках (см. гл. 13). Ребристо-кольцевой купол состоит из системы меридиональных ребер и колец, объединенных в 'пространственную систему, работающих совместно и воспринимающих усилия в меридиональном и кольцевом направлениях. Дощатоклееные ребра и кольца имеют сплошное прямоугольное сечение. Высота сечения ребра при этом меньше по сравнению с ребристым куполом такого же диаметра. При пролетах 90—100 м высота сечения ребер и колец 30—50 см. Сопряжение колец с ребрами может быть жестким или шарнирным. Связи по верхнему поясу и поперечные связи устраивают так же, как в ребристых куполах. Сетчатые купола имеют решетку, которая образована винтовыми линиями двух направлений и составлена из деревянных косякоз с криволинейным верхним краем; они называются также кружаль-но-сетчатыми куполами. По форме они могут быть сферического очертания или из сомкнутых сводов. В современных конструкциях косяки сетчатых куполов изготовляют клееными из досок, что возводило применять их при перекрытии пролетов до 50 м и более. Находят также применение сетчатые купола, изготовленные ли-, бо целиком из пластмасс, либо в сочетании с алюминиевыми или стальными ребрами и имеющие форму многогранника с плоскими гранями, вписанного в поверхность купола.
|